改進的原子基態能級檢測裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種改進的原子基態能級檢測裝置，包括：諧振腔單元、共振吸收單元、調諧器件、光電池、耦合環及PCB。其中，共振吸收單元設置在諧振腔單元內；調諧器件與諧振腔單元固定連接；光電池設置在諧振腔單元上；耦合環一端與電纜芯線固定連接，另一端與諧振腔單元固定連接。PCB設置在諧振腔單元上。實際應用中，將經篩選的兩個共振吸收泡置入檢測裝置中，二者無論從溫度敏感性、還是充氣氣體比例、以及大小尺寸、充氣氣壓等都完全相同。因此，在左右兩個共振腔內將會得到兩組有用的光電信號到外圍電路，一旦整個裝置由于溫度、電磁干擾等影響造成裝置檢測精度的降低，本發明專利技術可以通過對比兩個腔體中獲得的光電信號分析，剔除這些影響。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于檢測裝置設計
，特別涉及一種改進的原子基態能級檢測裝置。
技術介紹
現有技術中，對于改進的原子基態能級檢測裝置設計過程中，通常采用單泡式共振吸收結構進行設計，由于采用單泡式共振吸收結構進行檢測，即諧振腔單元內部只設置有一個共振吸收泡，但系統裝置在測量過程中由于溫度、電磁干擾等諸多因素造成的裝置檢測精度降低，僅現有技術而言，無法克服這種測量精度所造成的測量誤差，這種由于溫度等環境參數的變化導致的諧振腔體內共振吸收泡中的原子發生變化會進一步惡化檢測測量裝置的精度，現有技術大多數是從控制角度，例如，將諧振腔體溫度進行嚴格控制，改善系統溫度性能等，這并不能從根本上解決這些問題。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種改進的原子基態能級檢測裝置，通過采用雙泡式共振吸收結構進行對比分析，達到提高檢測裝置測量精度的目的。為解決上述技術問題，本專利技術提供了一種改進的原子基態能級檢測裝置，包括諧振腔單元、共振吸收單元、至少一個調諧器件、至少一塊光電池、至少一個耦合環及PCB ;所述共振吸收單元設置在所述諧振腔單元內；所述調諧器件與所述諧振腔單元固定連接；所述光電池設置在所述諧振腔單元上；所述耦合環一端與外部電纜芯線固定連接，另一端通過螺紋緊固機構與所述諧振腔單元固定連接；所述PCB設置在所述諧振腔單元上。進一步地，所述諧振腔單元包括圓柱腔體、腔蓋、磁場線圈、加熱絲及熱敏電阻；所述磁場線圈纏繞在所述圓柱腔體外壁上；所述加熱絲纏繞在所述圓柱腔體內壁上；所述熱敏電阻通過電路板設置在所述腔蓋上，用于監控所述圓柱腔體的工作溫度；所述共振吸收單元設置在所述圓柱腔體內；所述調諧器件與所述腔蓋固定連接，通過改變所述調諧器件在所述圓柱腔體中的長度來對腔頻進行調節；所述光電池設置在所述腔蓋上；所述耦合環通過螺紋緊固機構與所述腔蓋固定連接；所述PCB設置在所述腔蓋上。進一步地，所述共振吸收單元包括第一共振吸收泡、第二共振吸收泡；所述第一共振吸收泡、所述第二共振吸收泡呈泡狀腔體結構，并依次置于所述圓柱腔體內部。進一步地，所述共振吸收單元還包括用于避免所述第一共振吸收泡、所述第二共振吸收泡微波場輻射相互干擾的屏蔽機構；所述屏蔽機構設置在所述第一共振吸收泡、所述第二共振吸收泡之間。進一步地，所述屏蔽機構是金屬板。進一步地，所述圓柱腔體底部開設有至少一個用于傳輸光束的通光槽。進一步地，所述第一共振吸收泡、所述第二共振吸收泡內部均充有用于原子在磁場作用下共振吸收的A元素及其同位素B元素；所述第一共振吸收泡、所述第二共振吸收泡內部還充有惰性氣體C。進一步地，所述第一共振吸收泡中A元素含量、B元素含量、氣體C含量分別與所述第二共振吸收泡中A元素含量、B元素含量、氣體C含量對應相同。進一步地，所述A元素是87Rb,所述B元素是85Rb,所述氣體C是氬氣；所述87Rb與所述85Rb含量相對比例為27. 8/72. 8。進一步地，所述第一共振吸收泡、所述第二共振吸收泡結構形狀、大小尺寸完全相同，通過將所述第一共振吸收泡、所述第二共振吸收泡獲得的光電信號傳輸至外圍電路，對比分析兩組所述光電信號，根據分析結果提高檢測裝置檢測精度。本專利技術提供的一種改進的原子基態能級檢測裝置，實際應用中，將經篩選的兩個共振吸收泡置入檢測裝置中，二者無論從溫度敏感性、還是充氣氣體比例、以及大小尺寸、充氣氣壓等都完全相同。因此，在左右兩個共振腔內將會得到兩組有用的光電信號到外圍電路，一旦整個裝置由于溫度、電磁干擾等影響造成裝置檢測精度的降低，本專利技術可以通過對比兩個腔體中獲得的光電信號分析，剔除這些影響。附圖說明圖1為本專利技術實施例提供的一種改進的原子基態能級檢測裝置原理結構示意圖。其中，S1-熱敏電阻，S2-調諧器件，S3-耦合環，S4-光電池，S5-PCB，S6-腔蓋，S7-磁場線圈，S8-加熱絲，S9-通光槽，SlO-金屬板，Sll-圓柱腔體，201-第一共振吸收泡，202-第二共振吸收泡。具體實施例方式下面結合附圖，對本專利技術提供的具體實施方式作進一步詳細說明。參見圖1，本專利技術實施例提供的一種改進的原子基態能級檢測裝置，包括諧振腔單元、共振吸收單元、至少一個調諧器件S2、至少一塊光電池S4、至少一個耦合環S3及PCB。其中，共振吸收單元設置在諧振腔單元內。調諧器件S2與諧振腔單元固定連接。光電池S4設置在諧振腔單元上。耦合環S3 —端與外部電纜芯線固定連接，另一端通過螺紋緊固機構與諧振腔單元固定連接。同時，PCB也設置在諧振腔單元上，用于為檢測裝置電走線提供載體。本實施例中，諧振腔單元包括圓柱腔體S11、腔蓋S6、磁場線圈S7、加熱絲S8及熱敏電阻SI。其中，磁場線圈S7纏繞在圓柱腔體Sll外壁上；加熱絲S8采用雙線麻花式纏繞在圓柱腔體Sll內壁上。同時，熱敏電阻SI通過電路板設置在腔蓋S6—端，用于監控圓柱腔體Sll的工作溫度。共振吸收單元設置在圓柱腔體Sll內。調諧器件S2與腔蓋S6固定連接，并通過改變調諧器件S2在圓柱腔體Sll中的長度來對腔頻進行調節(調節范圍大概有50MHz左右)。光電池S4設置在腔蓋S6上。耦合環S3通過螺紋緊固機構與腔蓋S6固定連接。同時，PCB也設置在腔蓋S6上，與光電池S4相鄰。本實施例中，共振吸收單元包括第一共振吸收泡201、第二共振吸收泡202。其中，第一共振吸收泡201、第二共振吸收泡202是呈泡狀腔體結構的透明玻璃物質，并依次置于圓柱腔體Sll內部。本實施例中，為了避免第一共振吸收泡201、第二共振吸收泡202左右兩個微波場輻射相互干擾的影響，共振吸收單元還包括屏蔽機構。其中，屏蔽機構設置在第一共振吸收泡201、第二共振吸收泡202之間。優選地，屏蔽機構是金屬板SlO。本實施例中，第一共振吸收泡201、第二共振吸收泡202內部均充有用于原子在磁場作用下共振吸收的工作物質。工作物質包括:A元素及其同位素B元素。同時，第一共振吸收泡201、第二共振吸收泡202內部還充有惰性氣體C。并且二者中A元素含量、B元素含量、氣體C含量分別對應相同。其中，惰性氣體C用于減小第一共振吸收泡201、第二共振吸收泡202內工作物質的碰撞頻移。優選地，A元素是87Rb, B元素是85Rb,氣體C是氬氣。其中，87Rb與85Rb含量相對比例為 27. 8/72. 8。優選地，調諧器件S2數量是2個；調諧器件S2是螺釘。本實施例通過改變螺釘在圓柱腔體Sll中的長度來對腔頻進行調節(調節范圍大概有50MHz左右)。優選地，光電池S4數量是4個；每2個作為一對，依次對稱設置在第一共振吸收泡201、第二共振吸收泡202中心軸線兩側，用于將載有原子共振躍遷信息的光信號轉換為電信號。優選地，耦合環S3數量是2個，依次通過螺紋緊固機構固定在第一共振吸收泡201、第二共振吸收泡202頂端中心軸線上。優選地，螺紋緊固機構是螺釘連接。本實施例中，圓柱腔體Sll底部還開設有至少一個用于讓外部光源發出的光束進入檢測裝置的通光槽S9。優選地，通光槽S9數量是2個，依次對應位于第一共振吸收泡201、第二共振吸收泡202底部。本實施例中，諧振腔單元的主要作用在于為87Rb原子基態精細結構的微波躍遷提供合適的微波場，其共振頻率與作為量子鑒頻參考的原子躍遷頻率是一致的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種改進的原子基態能級檢測裝置，其特征在于，包括：諧振腔單元、共振吸收單元、至少一個調諧器件（S2）、至少一塊光電池（S4）、至少一個耦合環（S3）及PCB（S5）；?所述共振吸收單元設置在所述諧振腔單元內；?所述調諧器件（S2）與所述諧振腔單元固定連接；?所述光電池（S4）設置在所述諧振腔單元上；?所述耦合環（S3）一端與外部電纜芯線固定連接，另一端通過螺紋緊固機構與所述諧振腔單元固定連接；?所述PCB（S5）設置在所述諧振腔單元上。

【技術特征摘要】
1.一種改進的原子基態能級檢測裝置，其特征在于，包括諧振腔單元、共振吸收單元、至少一個調諧器件(S2)、至少一塊光電池(S4)、至少一個耦合環(S3)及PCB (S5)； 所述共振吸收單元設置在所述諧振腔單元內； 所述調諧器件(S2)與所述諧振腔單元固定連接； 所述光電池(S4)設置在所述諧振腔單元上； 所述耦合環(S3) —端與外部電纜芯線固定連接，另一端通過螺紋緊固機構與所述諧振腔單元固定連接； 所述PCB (S5)設置在所述諧振腔單元上。2.根據權利要求1所述改進的原子基態能級檢測裝置，其特征在于，所述諧振腔單元包括圓柱腔體(S11)、腔蓋(S6)、磁場線圈(S7)、加熱絲(S8)及熱敏電阻(SI)； 所述磁場線圈(S7 )纏繞在所述圓柱腔體(S11)外壁上； 所述加熱絲(S8)纏繞在所述圓柱腔體(Sll)內壁上； 所述熱敏電阻(SI)通過電路板設置在所述腔蓋(S6)上，用于監控所述圓柱腔體(Sll)的工作溫度； 所述共振吸收單元設置在所述圓柱腔體(SII)內； 所述調諧器件(S2)與所述腔蓋(S6)固定連接，通過改變所述調諧器件(S2)在所述圓柱腔體(SII)中的長度來對腔頻進行調節； 所述光電池(S4 )設置在所述腔蓋(S6 )上； 所述耦合環(S3)通過螺紋緊固機構與所述腔蓋(S6)固定連接； 所述PCB (S5 )設置在所述腔蓋(S6 )上。3.根據權利要求2所述改進的原子基態能級檢測裝置，其特征在于，所述共振吸收單元包括第一共振吸收泡(201)、第二共振吸收泡(202)； 所述第一共振吸收泡(201)、所述第二共振吸收泡(202)呈泡狀腔體結構，并依次置于所述圓柱腔體(Sll)內部。4.根據權利要求3所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：雷海東，
申請(專利權)人：江漢大學，
類型：發明
國別省市：